管杆偏磨机理研究及防治措施

张晓梅，李宗林，孟 昊，孟德武

（1.中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 457000；2.俄罗斯莫斯科古勃金石油大学，河南濮阳 457000；3.中原油田分公司采油气工程服务中心，河南濮阳 457000）

管杆偏磨机理研究及防治措施

张晓梅1，李宗林1，孟 昊2，孟德武3

（1.中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 457000；2.俄罗斯莫斯科古勃金石油大学，河南濮阳 457000；3.中原油田分公司采油气工程服务中心，河南濮阳 457000）

中原油田已进入开发后期，综合含水不断上升，抽油杆与油管之间因偏磨加剧、管杆问题造成躺井作业所占比例逐年上升。中原油田1982年全面投入开发，1984年进入注水开发阶段，2016年底综合含水已高达90%以上，偏磨加剧，管杆失效逐年增加，给油田生产管理以及成本控制都带来了很大困难。

高含水；管杆；偏磨；腐蚀；治理

1 研究的目的和意义

中原油田抽油机生产方式占油井的85.6%，抽油井存在不同程度偏磨现象，2016年抽油机井躺井1 447口，其中管杆偏磨造成躺井1 077井次，占油井躺井总数的74.4%。因此，治理偏磨是高含水油田提高开发效益的有效手段。

2 偏磨原因分析

2.1 井斜是造成抽油杆偏磨的主要因素

钻井过程中随着钻井深度的增加，钻头与井口的同心度变差。从纵向上看，井筒是一条弯曲的旋扭的线条。在一定程度上存在“狗腿”现象，会造成油管在井内倾斜，在抽油杆柱上、下运动时，杆、管在倾斜部分就会发生摩擦。

2.2 抽油杆弯曲

抽油杆下行程中，受游动凡尔打开所需力、产出也对抽油杆的摩阻、液击等力，活塞以上杆柱发生弯曲，产生中和点，中和点以下管杆发生点接触磨损。中和点位置可通过下面公式计算：

f1：活塞与泵筒间的半干磨擦力，kg

f2：液体流过活塞凡尔孔的摩阻，kg

f3：打开游动凡尔的阻力，kg

Hz：中和点到活塞的距离，m

通过对中原油田抽油机井的计算和现场管杆偏磨现状，中和点在泵上400m以内。

2.3 油井生产参数的影响

冲次过快或泵径偏大，生产过程中会产生严重供液不足，造成液击振动。液击振动产生的危害包括抽油杆发生弯曲，油管和抽油杆相互磨损，泵上凡尔罩在接头断裂。

3 管杆偏磨防治技术

管杆偏磨是因抽油杆在上下运动时弯曲导致相互接触磨擦的结果。因此，防治偏磨必须避免管杆接触。

3.1 避免管杆弯曲

在实际生产中，Φ38mm和Φ44mm管式泵受内径的限制，活塞上游动凡尔罩的轴向过流断面小。当活塞下行时产生较大的液流阻力，造成下部抽油杆纵向弯曲。加长活塞配套工艺技术解决了泵筒内径的束缚，过流断面增加9.3~10.8倍，现场应用效果良好。

3.2 避免管、杆接触

管杆偏磨段的抽油杆上安装抽油杆扶正器是避免管杆接触的最好方法。目前常用尼龙塑料制成的夹套式扶正器，主要有热固式、锁紧式、防腐式等。

3.3 改变管杆偏磨部位

转动井口装置就可以通过旋转井口来实现油管柱的旋转，改变管杆偏磨部位。在中原油田现场应用，效果良好。

3.4 控制管杆腐蚀

加注加缓蚀剂来保证管杆表面的光滑度，减缓管杆腐蚀。

4 结论与认识

1）扶正器的使用数量，应根据偏磨部位制定，合理优化配备。

2）加重杆或泵上200m范围内避免使用扶正器，减少抽油杆下行阻力。

3）油井加缓蚀剂以短期少量加为好，避免长周期大剂量加药。

4）油管锚与转动井口不能同时用在一口井上。

[1] 王鸿勋，张琪.采油工工艺原理[M].北京：石油工业出版社，2002.

Study on Mechanism of Eccentric Wear of Pipe Bar and Preventive Measures

Zhang Xiao-mei，Li Zong-lin，Meng Hao，Meng De-wu

The Zhongyuan Oilfield has been in the late stage of development，and the comprehensive water content has been rising. The sucker rod and the oil pipe are intensified by partial grinding.The proportion of the laying operation is increasing year by year due to the problem of pipe rod.Zhongyuan Oilfield was fully put into development in 1982，and entered the stage of water injection in 1984. At the end of 2016，the comprehensive water content was over 90%，and the partial wear was increased，and the failure of pipe rods increased year by year.It brought great difficulties to oilfield production management and cost control.

high water content；pipe rod；partial grinding；corrosion；treatment

TE933

B

1003–6490（2017）05–0137–01

2017–04–26

张晓梅（1971—），女，河南濮阳人，工程师，主要从事采油气工艺研究。